在等待郭侃驱赶吕布的过程中，李克用广散斥候侦探发现了这条小道。一番探查后，斥候发现道路尽头汇入雁门关与宁武关之间的大道，只有尽头处设立着一座小型军寨，由吕旷、吕翔兄弟坐镇。
一直以来，胡人不曾使用这条小道，一来是因为道路险阻行军难度大，二来则是由于尽头设立着军寨。
这军寨又恰好卡在雁门关与宁武关之间。如果不能速破，两关援军到达，结果唯有死路一条。
但李存勖不这么想，他认为这条小道至关重要。
他说：“只要我军攻破雁门关，关上守军必往宁武关逃窜，沿途的军寨也会随之撤向宁武关。”
“也就是说，在雁门关陷落后，小道尽头的军寨很快就会变为一座空寨，再不济也是人心惶惶。”
“我军只要抓住机会奇袭杀出，未必不能一举破寨，阻拦撤退的军队，前后夹击以破袁军！”
李克用觉得很有道理，便命李存勖率军前往。
于是乎，袁绍正逃亡着，忽听得前方一声喊杀，如惊雷乍破。
他心中一沉，抬眼望去，只见数千步骑自两侧的山坳中冲出，旗帜鲜明，刀枪林立，截断了撤退的必经之路。
李存勖立马阵前，手中长枪一指，麾下将士顿时一拥而上。
袁军将士猝不及防，一时间阵脚大乱，前排的士兵仓促举起盾牌，后排的弓箭手急忙搭箭上弦，却已慢了半拍。
李存勖的军队攻势迅猛，袁军士兵纷纷倒地，惨叫声此起彼伏。
“强行突围！”袁绍深知拖延不得，手中马鞭一挥，中军将士便向着前方的敌阵冲去。
刀光剑影交错，金属碰撞的刺耳声响彻山谷。
袁绍身处阵中，目光紧盯着前方的战况，不断调整着阵型，试图撕开一道缺口。
李存勖很快注意到这个尽全力指挥的中老年人，当即摘下背上劲弓，抽出一支羽箭，拉满弓弦，瞄准袁绍。
风掠过耳畔，他松开手指，羽箭带着破空之声，直直射向对方。
袁绍忽觉肩头一麻，随即便是一阵剧痛传来，鲜血瞬间浸透了战袍。
袁军将士见状，士气愈发低落，突围的势头渐渐弱了下去。
李存勖冷笑，指挥胡骑加紧进攻，务必拖延至追兵抵达。
顿时，袁军诸将压力骤增，祖逖见攻势受阻，袁绍又被射伤，将士们士气低迷，而李存勖的军队攻势正盛，暗道一声硬拼绝非上策。
他转头看向身旁的刘琨，眼神示意了一下两侧的山坳。
刘琨心领神会，微微点头。
旋即，他率领麾下将士缓缓后退，悄悄绕到了一侧的山坳之后。
他下令收起袁军的旗帜，要求士兵拖着掉落枝条前进，又调整阵型摆出驰援的架势。
刘琨见状，心中顿时了解，高举武器，振臂高呼：“杨业的援军到了！杨业将军的援军到了！”
与此同时，祖逖下令部下撒腿狂奔。枝条刮起尘土，山风卷着尘土上升，将他们的身影半掩在阴影里，远远望去，竟真有几分援军赶到的模样。
袁军将士闻言，眼中爆发出狂喜的光芒，疲惫与惶恐被希望取代，瞬间士气大振，攻势陡然变得猛烈起来。
李存勖忽听得“杨业援军到了”的呼喊，心中顿时一凛。他转头看向声音传来的方向，隐约可见山坳后烟尘滚滚，似有大军集结。
难不成杨业后至，击退了父亲？
他不敢犹豫，当即领军撤走。
袁绍心中悬着的石头终于落地，喘息着下令：“不必追击，继续向宁武关撤退！”
然而，大军尚未入关，袁绍便因伤势过重一头栽下，昏死过去。亲卫们顿时大惊失色，军医赶来一看，竟是一路疾驰颠簸，将伤口生生震裂，必须即刻入关施救。
众人不敢怠慢，又急行军一个时辰，终于与前来接应的宁武关守将张燕汇合。直到撤入关中，紧闭城门，众人心头的巨石才终于落地。
听闻主公晕厥，张燕连忙请来军中最好的医匠诊治。饶是如此，袁绍也整整昏迷了三天，才终于悠悠转醒。
十月初，杨业和慕容鲜卑突破封锁撤回宁武关，原本的一万将士只剩不到百人，更是折了杨大郎与慕容廆。
至此，袁绍的北伐彻底失败。
两万骑兵损失殆尽，三万步军只剩不足万人，加上宁武关的守兵，总兵力也才不到三万人，士气低落到了极点。
袁绍闻讯气急，病情止不住的加重，一连几日不曾出现在将士面前，使得士气再度跌落。
陈平建议刘邦调回邓羌军队，再遣人往冀州求援，刘邦照办。然山高路远，不等邓羌与赵匡胤反应，宁武关便宣告沦陷。
众人又退往偏头关，这是外三关中的最后一关，也是袁绍抵御铁木真的最后一道防线。
十一月，天气日趋寒冷。